模具熱處理工藝包括基體強(qiáng)韌化和表面強(qiáng)化處理。
(1)基體強(qiáng)韌化，在于提高基體的強(qiáng)度和韌性，減少斷裂和變形，故它的常規(guī)熱處理必須嚴(yán)格按工藝進(jìn)行。
(2)表面強(qiáng)化處理，其主要目的是提高模具表面的耐磨性、耐蝕性和潤(rùn)滑性能。表面強(qiáng)化處理方法很多，主要有滲碳、滲氮、滲硫、滲硼、氮碳共滲、滲金屬等。 采用不同的表面強(qiáng)化處理工藝，可使模具使用壽命提高幾倍甚至于幾十倍，近幾年又出現(xiàn)了一些表面強(qiáng)化工藝，例如以下三大工藝：
1.離子滲氮 為了提高模具的抗蝕性、耐磨性、抗熱疲勞和防粘附性能，可采用離子滲氮。 離子滲氮的突出優(yōu)點(diǎn)是顯著地縮短了滲氮時(shí)間，可通過(guò)不同氣體組份調(diào)節(jié)控制滲層組織，降低了滲氮層的表面脆性，變形小，滲層硬度分布曲線較平穩(wěn)，不易產(chǎn)生剝落和熱疲勞?？蓾B的基體材料比氣體滲氮廣，無(wú)毒，不會(huì)爆炸，生產(chǎn)安全，但對(duì)形狀復(fù)雜模具，難以獲得均勻的加熱和均勻的滲層，且滲層較淺，過(guò)渡層較陡，溫度測(cè)定及溫度均勻性仍有待于解決。 離子滲氮溫度以450-520℃為宜，經(jīng)處理6-9h后，滲氮層深約0.2-0.3mm。溫度過(guò)低，滲層太薄;溫度過(guò)高，則表層易出現(xiàn)疏松層，降低抗粘模能力。離子滲氮其滲層厚度以0.2-0.3mm為宜。磨損后的離子滲氮模具，經(jīng)修復(fù)和再次離子滲氮后，可投入使用，從而可大大地提高模具的總使用壽命。
2.氮碳共滲 氮碳共滲工藝溫度較低(560～570℃)，變形量小，經(jīng)處理的模具鋼表面硬度高達(dá)900-1000hv，耐磨性好，耐蝕性強(qiáng)，有較高的高溫硬度，可用于壓鑄模、冷鐓模、冷擠模、熱擠模、高速鍛模及塑料模，分別可提高使用壽命1-9倍。但氣體氮碳共滲后常發(fā)生變形，膨脹量占化合物厚度的25%左右，不宜用于精密模具。處理前必經(jīng)去退火和消除殘余。 例如：cr12mov鋼制鋼板彈簧孔沖孔凹模，經(jīng)氣體氮碳共滲和鹽浴滲釩處理后，可使模具壽命提高3倍。又如：60si2鋼制冷鐓螺釘沖頭，采用預(yù)先滲氮、短時(shí)碳氮共滲、直接淬油、低溫淬火及較高溫度回火處理工藝，可改善心部韌性，提高冷鐓沖頭壽命2倍以上。
3.碳氮硼三元共滲 三元共滲可在滲氮爐中進(jìn)行，滲劑為含硼有機(jī)滲劑和氨，其比例為1∶7，共滲溫度為600℃，共滲時(shí)間4h，共滲層化合物層厚3-4μm，擴(kuò)散層深度為0.23mm。經(jīng)共滲處理后模具的壽命顯著提高。
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